简介
思考“我是谁”的著作不胜枚举，这本《存在与科学》却与众不同。;它是一本新奇的哲学书。在《存在与科学》里，你看不到哲学家的身影，也不用担心难懂的抽象思辨。科学家彼得·阿特金斯跨越哲学与科学的边界，用物理学、化学、生物学的前沿知识将与“我”的存在有关的zhong极问题娓娓道来：宇宙的起点在哪里，终点又在何方？生命的本质是什么？我们为何生，又为何死？死亡之后还有什么？……在提供科学知识的同时，它也为我们勾勒出一部物质（“我”）从诞生到消亡的宏大历史，在知识丛林中为我们寻得一条通往生命真相的蹊径。
作者介绍
彼得·阿特金斯（Peter;Atkins），英国化学家，牛津大学教授，著名无神论者，科普作家。他著作等身，包括《伽利略的手指》、《十个伟大的科学思想》、《宇宙运转四法则》以及享誉世界的教科书《物理化学》。大多数科学家不是好作家，彼得·阿特金斯却是一个例外。在《存在与科学》中，他将目光投向常常被神话、宗教占据的领域——物质、生命的起源与终结，以其一贯的简明、机智、优雅和坚定表明科学对这些问题的态度。他承认有些人从信仰中得到慰藉，同时也坚信科学有能力揭示真相。
部分摘录：
谈到存在，首先会有一个重要的问题出现，即宇宙究竟从何而来，又如何诞生。它曾经让我们所有人都很感兴趣。而在诸多的文化中存在大量的创世神话，正是它们凸显了这个问题的核心地位及其重要性。所有的创世神话都在力图解释为什么在以前什么都没有的情况下有东西出现了。某些神话认为，地球及其居民是由一对假想的“宇宙父母”在“巫山云雨”后所产生的后代。有时某些神话更加离奇地认为，这对“父母”或许在交合时满脑子想的都是虱子，于是虱子便从腋窝里被创造了出来。而另一些神话则认为，一颗“怀孕的宇宙蛋”裂开后，一半形成了天穹，一半形成了大地。有时，我们的宇宙似乎成了怒气宣泄过后的产物。在波利尼西亚的神话中，造物神塔奥罗厌倦了自己一直被困在壳内，于是将其击碎，破壳而出。愤怒使其做出了一系列不成熟的举动，他把自己的脊柱变成了山脉，指甲变成了鱼鳞，肠子变成了龙虾。但这仍然未能平复他的心情，于是他又把自己的鲜血变成了天边的红霞。亚伯拉罕诸教（Abrahamic religions）中的创世神话同样面临着解释宇宙诞生的问题，但是其表述在人们看来更加谨慎、合理，同时也更加抽象，概括起来就是：上帝不可思议地凭借自己的意志在混沌中创造了秩序。印度教的《梨俱吠陀》（Rigveda）和《唱赞奥义书》（Chandogya Upanishad）两部典籍认为“存在是通过否定非存在而实现的”，这种论述着实将抽象发挥到了极致，但却无法令每一个西方人完全满意，因为它明显是在逃避这一问题。
其实，要想清楚地了解宇宙的起源，首先要解决三个与之相关的重要问题。第一个问题和宇宙的形成机制有关：宇宙诞生的最初究竟发生了什么？第二个问题是：是否有必要去探寻在宇宙形成之前存在的东西或在某种意义上有可能形成宇宙的东西？由此便产生了一个不管是从语言上还是概念上都十分吸引人的问题，即“无”能否生“有”的问题。第三个问题是：宇宙形成的过程——将“无”转化为实在可见的东西——是否需要某种外力的推动？或者说“无”能否独立地转化为“有”？以上问题似乎都可以用科学的方式来回答。除此之外，还有一个问题十分特别但却非常有趣：宇宙为什么会存在？对此我暂时不做深究，等到后面再谈。
有这样一种观点认为，假设创造宇宙的外力是存在的，那么刚才提出的三个问题便会迎刃而解；为了避免拐弯抹角，我们可以直接将其称为“上帝”。是上帝以某种不可思议的方式创造了宇宙。他独立于时空之外，随心所欲地凭空创造万物。出于某种人类无法理解的原因，他是促使宇宙形成的第一人，是自发存在的宇宙第一推动力。我还会做这样的假设：尽管以上论述看似比《梨俱吠陀》中极端抽象的内容更为具体，但并不能完全令人满意。它们当然有可能是正确的。因为上帝本就是宗教的产物，所以我会把涉及上帝的宇宙起源说归到宗教的类别中，但我会尽可能地把上帝变得普通，这样你就可以自行选择“膜拜”他的方式了。
科学能否更好地解释宇宙的起源？那些想要维护宗教独特地位的人声称，科学只能研究已经存在的事物，对于尚未出现的事物没有丝毫经验，因此在这些问题上没有发言权。他们断言科学无法从根本上解决宇宙起源的问题，但或许会勉强接受科学在研究早期宇宙方面的某些成果，因为当时原始的宇宙已经开始运行了，自然的法则已然确立。简而言之，他们认为科学方法无法揭示宇宙起源的奥秘。如果这种观点是正确的，那么我们别无他法，要么做出妥协，承认人类根本无法发现宇宙自发形成的过程；要么相信创世者及其不可思议的行为的存在。
因此，为了评估这种观点，我需要确定科学是否真的可以解决这些非常有趣的问题，还要确定科学能否恰到好处地从宇宙自发形成的角度来解答这些问题。我认为科学进步的动力来源于乐观与好奇的结合，来源于对解决问题的渴望以及对科学研究的信心。毕竟，科学研究的基本假设是要揭示事物的本质。
首先不可否认的是，科学在过去300年里对早期宇宙——宇宙起源另当别论——的研究所取得的成就远比宗教在过去3000年里的成就要多，这或许是有一定原因的。还有一种更为尖锐的观点认为，用神话来解释宇宙的起源实际上相当于承认了自己无知地被寓言所引诱，但它们只是没有被皇帝穿上的新衣，根本没有什么意义可言。尽管那些有时很美妙的神话与目前科学研究的构想之间会产生共鸣，但这也许是因为它们本身都是含糊不清的，如同橡胶板一样可以任意拉伸，因此可以涵盖更多重要的科学问题。神话编造者声称自己的寓言故事比科学解释更有先见之明，而我认为我们对此应该持谨慎的态度，因为这种表面上的预测正是寓言灵活性的体现。
其次，尽管宇宙起源的细节问题可能仍是阻碍科学发展的绊脚石，但重点是要认清“可能的阻碍”与“谨慎发展所取得的真实成就”之间的区别。在“龟兔赛跑”的故事中，兔子正是因为妄加猜测乌龟的能力而输掉了比赛，而科学谨慎发展的特点像极了那只缓缓爬行的乌龟，在没到终点之前谁也无法轻易地下结论。科学不仅需要出色的想象力，还需要万分的谨慎。科学家很少会取得革命性的成就。他们更常见的做法是在逐渐征服新的领土之前先建立桥头堡，夯实基础后再进行深入研究。科学研究的桥头堡是建立在经过实验验证的理论共识之上的，贸然跨越无知的鸿沟通常都会跌得粉身碎骨。甚至就连20世纪物理学领域的两个重大突破——相对论和量子理论——也都是立足于经典物理学之上，通过预测发现其与经典物理学之间存在微小的差别而逐渐发展成为理论典范。科学家虽然是革命者，但却是保守的革命者。他们会谨慎地进入未知的研究领域，然后再将其征服。
正是由于这种谨小慎微的特点，几乎每个科学家都不愿对宇宙起源等相关问题发表看法。这是明智之举。实话实说，他们没有掌握任何线索。科学家们目前的任务是要一步一个脚印地“回到过去”，并在这一过程中形成正确的见解，明确研究态度，达成共识，通过观察来验证想法，或许还期望着在将来的某个时刻能够发现宇宙诞生的瞬间；与此同时，科学家们还要做好准备去面对自己以及我们的整个认知框架被一次认识上的转变——甚至是一连串的转变——所颠覆的可能，这或许比相对论或量子理论具有更大的冲击力。
对宇宙诞生瞬间的研究——前沿科学家将时间回溯到宇宙诞生后的刹那，探索137亿年前伴随大爆炸而发生的复杂的、在很大程度上是推测出来的事件——已经有了许多主流的解释，此处便不再赘述。尽管人们的信心和共识在减少，但我们已经知道了，在宇宙诞生后的10-34秒（普朗克时间）[1]内所发生的种种现象极其复杂，这就足够了。我们知道在那一瞬间，目前现有的理论和时空连续性的假设统统无效，甚至时间和空间也都没有任何的分别。简而言之，我们还没有掌握可以进入普朗克时间、直面宇宙诞生瞬间所必需的物理知识。但是我们目前已经发现了未来研究所需要的某些线索，而且理论物理学家也基本明确了他们的研究方向。当然，研究的过程会异常艰辛。揭示宇宙诞生刹那的真相需要耗费很长的时间，并且可能带来超乎想象的理解上的转变，这便是所谓的“范式转移”，即基本的理论假设发生了根本的改变。即使困难重重，但目前还没有迹象表明人类必须得引入一位创世者才能对宇宙起源有一个彻底的认识。
前面已经说过，我们承认科学目前最多只能窥探到宇宙起源的大致轮廓，甚至这种大致的轮廓可能只是幻象，我们很快就会谈到这个问题，而描述宇宙起源的科学方法的未来发展方向，或许仍需要我们去做一番推测。这种推测——有人会说该做法十分愚蠢——与宗教的创世说的区别在于：科学推测的真实性或其他特性是公开可知的，而宗教的预测则是建立在信仰的基础之上的。宗教信徒可能会辩称，这种信仰是有充分依据的，因为《圣经》所记载的上帝之言是可信的。或许他们还会说，虽然自己知道《圣经》中的记载是虚构的，但是真理就隐藏在那些神话故事里面，终有一天会被揭示出来，因此弱小的人类不能只单纯地关注表面的文字叙述而忽略了其内在的价值。话虽如此，但我认为人类还是肩负着不断开拓进取、努力刷新认知极限的重任。
前面提到的宇宙起源的大致轮廓或许只是幻象，原因之一是宇宙可能没有起点，至少不会在某一区域内存在起点。某些早期宇宙方面的理论认为，现存的宇宙——比如我们的宇宙——可以孕育出子宇宙。这意味着我们在回溯过去时会发现，自己的宇宙是由一个母宇宙孕育而来的，而这个母宇宙又是由另一个母宇宙孕育而来的，再往前推还有无数个这样的母宇宙。因此，我们所认为的宇宙起点并不是一切的真正开端。照此说来，宇宙的大爆炸仅仅是一起微不足道的区域性事件，并不是宇宙诞生的真正起点。
实际上，人类如果一味地扩大宇宙探索的广度并忽略自身的重要性，可能会严重地低估宇宙起点的发现难度。时间或许会在宏大的宇宙尺度上失去意义，而“起点”这一概念也会变得毫无价值。宇宙的诞生或许又会是这样的情形：任何宇宙都会创造无数个宇宙。现在虽然已经有无数个宇宙，但是数量仍在以无限的增长速度无限增加，并且会一直保持这种状态。因此我们的宇宙大爆炸在无限宏大的宇宙舞台上是极其微不足道的。虽然科学在获取真理的过程中可能显得有些自大，但其研究发现却通常为真正的谦卑打下了基础。
实际情况可能是这样的：子宇宙理论解释起来要比原始宇宙（Ur-universe）理论简单得多，因为只要有现存的宇宙，就会有主宰其运行的物理法则。如果我们能够在自己的宇宙中找到这些法则，那么就会知道子宇宙是如何孕育而成的。但即使这一目标能够实现，人类在将来仍需面对一个棘手的问题：原始宇宙从何而来？或许真的是上帝亲手创造了原始宇宙，然后让其永远湮没在了无数的宇宙“后代”中？可能只有坚定地信仰上帝的人才会知道答案。
即使无数个宇宙无限加速诞生的惊人场景是真实的，但我还是心存疑虑——是否仍然存在一个真正的宇宙起点？答案倒是有一个，但是是没有科学依据的盲目猜测，因此请勿当真。提出这个观点只是为了强调乐观的科学精神。即使面前困难重重、阻力巨大，我们对科学始终抱有坚定的信心，人类终会有解决问题的办法。
下面我要把自己不切实际的想法分享给大家，聊博一笑。首先假设宇宙是由点组成的。简单起见，我们将宇宙假设为一个由四个点组成的微小宇宙，就像这样排列成一条直线：····。在这个宇宙中，我可以确定点2紧挨着点1和点3，其余点以此类推。在某个点集中确定相邻的点在专业上被称作给定度规（imposing ametric）。从现在起我会引入“度规”（metric）这个概念来解释某些问题。这样，我们的宇宙模型的四个点就有了一个特定的度规。接下来，我规定那四个点可以有一个不同的度规，其中点2和点4按某个度规互为相邻点，其余点以此类推；并且我可以再假设另外一个宇宙，其中点1和点4按该宇宙的度规互为相邻点，其余点依此类推。这样，四个相同的点便可以组成不同的宇宙模型了。
如果将这种假设放在现实的宇宙中，那么我们可以认为这个宇宙由无数个点组成，其中将点1和点2通过某个度规确定为相邻点，而另一个宇宙同样由无数个点组成，但点1是在某个类地行星上的胡萝卜里的碳原子核中，点2则位于某个遥远星系中环绕类似织女星的小行星上的铁原子核中，而这两者之间由另一个度规将其确定为相邻点。这样的话，同一个点集中的点可以组成无数个宇宙，每个宇宙的度规都各不相同。在这个假设中，我们每个人都存在于任何一个可能的宇宙中：只有在目前这个宇宙中我是完完整整的我；在其他众多的宇宙中，我无处不在；如果在许多宇宙中恰好居住着和你类似的生物，那么我便是你的组成部分。因为无数个点构成的并不只是空间而是时空，所以我既是过去的存在，也是将来的存在。在这种场景下，不断出现的子宇宙只不过是新度规的出现，也就是说度规发生了变化，点与点之间的关系也随之发生了变化。
我曾经在其他地方提出过这种毫无根据的猜测，[2]结果可想而知，没有得到任何回应，而这也是很正常的事情，但至少这个想法产生了一个创造性的结果。美国作家约翰·厄普代克显然受此启发，饶有兴趣地把它放在了自己的著作《罗杰教授的版本》的结尾部分，[3]使其变得更加精彩有趣：
“所以，”克里格曼说道，“想象一个什么都没有、完全真空的状态。且慢！有东西在里面！是点，几何图形最基本的组成部分，是没有结构的点的集合。如果这对你来说太模糊的话，那就想象‘一个还未在任意维度构成流形的博雷尔点集’。想象它是旋转着的；由于没有维度，也就没有远近的概念，因此它并不完全像你我所想的那样在旋转，但是不管怎样，其中一些点会突然变成直线然后消失。……直到时空突然出现！……无中生有，从虚空和原始的几何中诞生，它们是仅有的法则，没有人将这些法则授予摩西，不需要有人这样做。一旦你对此有了信心，即使该信心小得如同耶稣所说的芥菜籽儿一般，轰！创造宇宙的大爆炸马上就要来临了。”
这种猜想的重要意义在于，无数个宇宙的出现看似纷乱复杂，却都可以简化为一个单独的事件。归根结底，过去和现在所诞生的无数个宇宙实际上可能都源于一个单独的创造事件，即创造点集作为每个度规的基础，然后每个被独立创造出的点集都含有一个新的度规。但不知为什么，在我看来，为预先存在的点集设置度规——在由点组成的集合中，每确定一对相邻点的位置就相当于确定了一个新的宇宙——比创造一个真实的宇宙更加抽象，因此省去了不少麻烦。